Módulo 02
Química
del fuego
Academia Nacional de Bomberos
Curso de inducción 2007
1
Objetivos de Capacitación
Lección 1
Al finalizar esta lección el participante será
capaz de:
1. Citar los 4 estados de la materia
2. Definir densidad de los gases y densidad
de los líquidos
3. Explicar los conceptos de calor y
temperatura
4. Definir el término fuego.
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2
Energía y materia.


Energía: Se define como la capacidad de
realizar una fuerza.
Trabajo: Cuando se aplica una fuerza a lo
largo de una distancia.
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3
Tipos de energía



Mecánica: Energía que posee un objeto en
movimiento.
Eléctrica: Se desarrolla cuando los
electrones pasan por un conductor.
Nuclear: Energía que se libera cuando los
átomos se separan o se unen.
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4
Estados de la energía

Energía cinética


Es la que posee un objeto en moviento.
Energía potencial

Es la energía que posee un objeto y puede
liberarse en el futuro.
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5
Calor y temperatura

Calor


Es la energía que se transfiere de un cuerpo a
otro cuando las temperaturas de los cuerpos
son diferentes.
Temperatura

Es un indicador del calor y se utiliza como
medida para determinar hasta qué punto un
objeto está frío o caliente, basándose en un a
norma.
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6
Materia




Definición de materia: Es toda la sustancia
que conforma el universo.
Se puede describir según su aspecto físico
(masa, tamaño o volúmen)
Estados de la materia: Sólido, líquido o
gaseoso).
Otras características: color y olor.
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Factores que determinan el
estado de la materia.



Presión.
Temperatura.
Ejemplo: Olla de presión, el punto de
ebullición aumenta a medida que se
incrementa la presión del recipiente.
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8
Estado gaseoso




Tiende a ocupar odo el espacio disponible.
Los enlaces entre moléculas son muy
débiles (poca energía).
Lo movilidad de las partículas y su
capacidade de difusión son grandes.
Los combistibles en estado gaseoso
pueden ser los más peligrosos ya que
están en el estado necesario para la
ignición
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Densidad de vapor


Es la relación del peso de un gas o vapor
desprendido por un líquido, con respecto
al aire.
Densidad del aire es 1.
Peso molecular de la sustancia
Densidad de vapor:
Peso molecular de aire (29)
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Ejemplos
Sustancia
Gasolina
Peso
molecular
87-116
Densidad
de vapor
3–4
G.L.P
50.75
1.75
Hidrógeno
2
0.069
Acetileno
26.1
0.90
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11
Estado líquido




Enlaces entre las partículas relativamente
fuertes.
Menos capacidad de movilidad y difusión
limitada a su tensión superficial.
Tendencia a adquirir la forma del
recipiente.
Requiere de un proceso previo para la
ignición (vaporización).
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Densidad de los líquidos


Tambien conocido como gravedad
específica.
Es la relación que existe entre un líquido y
el agua.
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Coeficiente superficie - volumen
Como una característica del líquido cuando se derrama,
es que adopta la forma del suelo (plano), fluye y se
acumula en áreas bajas, cuando está en un recipiente,
el volumen especifico del líquido tiene un coeficiente de
superficie – volumen relativamente bajo, al derramarse
el coeficiente aumenta significativamente, su
vaporización es mayor, debido a que el combustible
tiene mayor contacto con una fuente de calor y con el
aire.
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Estado sólido




Enlaces entre partículas muy fuertes.
Capacidad de movilidad de partículas
prácticamente nula.
Tiene forma propia y definida.
Para que un sólido desprenda vapores es
necesario que se la Pirólisis, que es la
descomposición química de una sustancia
por efecto del calor.
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Coeficiente superficie - masa
Mientras la masa del
material combustible se
distribuya más su
superficie, mayor contacto
con el aire y la energía
calórica tendrá.
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Factor de posición real


La posición de un combustible sólido,
también afecta la forma en que arde.
Si está en posición vertical, la expansión
del fuego será más rápida que si está en
posición horizontal.
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Definición de fuego
Es una reacción de el material combustible
con el oxígeno del aire, generando un
fenómeno de luz y calor.
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Otras definiciones



Proceso de combustión suficientemente
intenso como para emitir calor y luz.
Es una reacción química de materiales
combustibles y oxígeno, causada por el
calor.
Oxidación rápida con desprendimiento de
luz y calor.
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Objetivos de Capacitación
Lección 2
Al finalizar esta lección el participante será capaz de:
1.
Explicar las 5 fases del incendio.
2.
Mencionar los 4 elementos para que se produzca
la combustión
3.
Indicar las 5 clases de fuegos.
4.
Mencionar los 4 productos de la combustión.
5.
Identificar los 3 métodos de tranferencia de calor.
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Objetivos de Capacitación
Lección 2
6.
7.
8.
Citar los factores que afectan el
desarrollo del fuego.
Mencionar los 4 métodos de extinción del
fuego
Explicar los límites de inflamabilidad
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Elementos del tetraedro del
fuego
AGENTE
OXIDANTE
Rx QUÍMICA
EN CADENA
CALOR
AGENTE
REDUCTOR
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Elementos del tetraedro del
fuego


Agente reductor (combustible): Cualquier
sustancia que pueda experimentar
combustión.
Agente oxidante: En la mayoría de los
casos es el oxígeno de la atmósfera
terrestre. Se pueden producir incendios en
ausencia del oxígeno atmosférico.
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Elementos del tetraedro del
fuego


Calor: Forma de energía que se produce con el
movimiento de las moléculas de un cuerpo a
otro.
Reacción química en cadena: Disociación del
combustible en partículas más pequeñas. El H,
O, C y OH son radicales libres, se trata de
moléculas incompletas y activadas a nivel de
energía elevado. Si se elimina uno de ellos no
puede continuar el fuego.
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Productos de la combustión.




Humo.
Llama.
Calor.
Gases
inflamables.
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Clasificación del fuego
Clase A: Fuego de materiales combustibles
sólidos ( madera, tejidos, papel, goma,
etc.). Para su extinción requieren de
enfriamiento, o sea se elimina el
componente temperatura.
Clase B: Fuego de líquidos combustibles
(pinturas, grasas, solventes, naftas, etc.).
Se apagan eliminando el aire, o
interrumpiendo la reacción en cadena.
Clase C: Fuego de equipos eléctricos bajo
tensión. El agente extintor no debe ser
conductor de la electricidad. Una vez
desconectado el aparato se lo puede apagar
con extintores para fuegos tipo A o B.
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Clasificación del fuego
Clase D: Fuego de ciertos metales
combustibles (magnesio, titanio, zirconio,
sodio, potasio, etc.). Requieren extintores
especiales.
Clase K: Fuego de aceites vegetales
(ejemplo: aceite de cocina). Requieren
extintores especiales.
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Transferencia de calor


El calor fluye desde un cuerpo más caliente
hasta uno más frío, hasta que los dos alcanzen
la misma temperatura.
El calor se transmite de un lugar a otro de tres
maneras diferentes:



Conducción
Convección
Radiación
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Conducción
Es la forma que tiene el calor para
propagarse por los sólidos.
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Convección


Las moléculas calientes de
un líquido o de un gas
tienden a elevarse,
mientras que las
moléculas frías
descienden.
Se forman corrientes,
llamadas de convección
que transportan el calor a
otras partes.
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Radiación

Es la transferencia de energía a través del
espacio por medio de ondas
electromagnéticas en igual proporcion a
todas las direcciones.
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Límites de inflamabilidad

Todos los materiales inflamables y
combustibles tienen dos límites de
inflamabilidad


Límite inferior (LI)
Límite superior (LS)
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
Límite inferior



Límite superior



Se refiere al porcentaje mínimo de vapor –
aire, por debajo del cual no se enciende.
Se considera una mezcla demasiado pobre
Es el porcentaje máximo por encima del cual,
una mezcla de vapor – aire no enciende.
Es una mezcla demasiado rica.
Cuando la mezcla está entre este rango,
se tiene las condiciones óptimas para la
oxidación.
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Fases del incendio





Ignición
Crecimiento
Flashover
Incendio totalmente desarrollado
Decrecimiento
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Fases del incendio
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Factores que afectan el
desarrollo de los incendios




Tamaño, número y organización de las
aberturas de ventilación.
Volumen del compartimiento
Las propiedades térmicas de los cierres del
compartimiento.
Tamaño, la composición y la ubicación del
paquete de combustible que se enciende
primero.
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Teoría de extinción




Reducción de la temperatura
(enfriamiento).
Supresión del combustible (eliminando el
combustible).
Dilución de oxígeno.
Inhibición de la reacción química en
cadena.
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Reducción de la temperatura



El método más común de extinción es el
enfriamiento con agua.
Consiste en bajar la temperatura de un
combustible hasta un punto donde no produzca
vapores para arder.
El enfriamiento con agua no reduce la
producción de vapor para extinguir incendios en
los que intervengan líquidos con puntos de
ignición bajos y gases inflamables.
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Supresión del combustible


La fuente del combustible puede
suprimirse deteniendo el flujo del
combustible líquido o gaseoso, o
suprimiendo el combustible sólido en el
camino del incendio.
Otro método es dejar que un incendio
arda hasta que todo el combustible se
consuma.
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Dilución del oxígeno.


El contenido de oxígeno se puede reducir
inundando un área con un gas inerte,
como el dióxido de carbono.
También se puede saparar el oxígeno del
combustible, por medio de una capa de
espuma.
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Inhibición de la reacción
química en cadena.



Algunos agentes químicos secos y
halones, interrumpen la reacción de
combustión y detienen las llamas.
Es efectivo para combustibles gaseosos y
líquidos que deben tener llama para arder.
No se recomienda para incendios
incandescentes.
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Objetivos de Capacitación
Lección 3
Al finalizar esta lección el participante será
capaz de:
1. Definir los fenómenos de flashover,
backdraft, boild over y bleve.
2. Establecer la diferencia entre líquidos
inflamables y líquidos combustibles.
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Combustión súbita generalizada
(flashover)
Transición rápida al estado donde todas
las superficies de los materiales
contenidos en un compartimiento se ven
involucrados en un incendio.
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Combustión súbita generalizada
(flashover)
Curso de inducción 2007
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Combustión súbita generalizada
(flashover)
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Explosión por flujo reverso
(backdraft)


Si el suministro de aire en el recinto se restinge,
el oxígeno del interior se irá consumiendo, lo
que produce un incremento en la temperatura y
las llamas a apagarse, sin embargo no se reduce
la cantidad de gases inflamables.
Si se realiza una apertura en el compartimiento
que permita el ingreso de aire, se formará una
mezcla explosiva, la cual puede encendierse
debido a la temperatura del recinto.
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Rebosamiento en incendios de
líquidos combustibles
(boild over)



Expulsión violenta y repentina de una porción o
todo el petróleo crudo en el tanque, debido a la
ebullición.
Cuando un tanque de petroleo está encendido,
se forma una onda convectiva de calor que
desciende aproximadamente a 1 metro por hora.
Cuando la onda convectiva de calor entra en
contacto con agua decantada, produce una
súbita transformación a vapor dando lugar al
rebosamiento del contenido del tanque.
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Rebosamiento en incendios de
líquidos combustibles
(boild over)
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Condicines fundamentales para
que se produzca un bolid over



Incendio total de un tanque con voladura
del techo
Presencia de agua en estratos o capas del
combustible o en el fondo del tanque.
Desarrollo de la onda convectiva de calor,
intercambio de capas frías por capas
calientes.
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Explosión de un líquido en
ebullición de un recipiente
(BLEVE)





Boiling Expansion Vapor Explosion
Líquido confinado en un recipiente, el cual es capaz de
generar vapores al calentarse (gases licuados).
Se encuentran a temperartura superior del punto de
ebullición y una presión superior a la de vapor a
temperatura ambiente.
Si se produce una pérdida de presión en la fase
gaseosa, el líquido se evapora, para conseguir el
equilibrio.
Si se calienta la fase líquida, aumenta la presión del
vapor.
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Condiciones para que se
produzca el BLEVE



Que la fase líquida esté sobrecalentada.
Descenso brusco de presión en la fase
gas.
Que se dan las condiciones de presión y
temperatura para producir una
evaporación instantánea de toda la fase
líquida.
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Líquidos inflamables y líquidos
combustibles


Se clasifican de acuerdo a su punto de
inflamación.
Líquidos inflamables


Son los que tienen el punto de inflamación
inferior a 37.8°C.
Líquidos combustibles

Tienen el punto de inflamación superior a
37.8°C.
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